风沙环境下混凝土桥梁墩身固体颗粒冲蚀磨损及防护材料试验研究

摘要

采用气流挟沙喷射法对混凝土、改性环氧树脂及其复合材料进行冲蚀磨损实验,对比研究冲蚀参数对其冲蚀磨损的影响,并分析其冲蚀磨损机理。结果表明,C35混凝土和玻璃纤维环氧树脂复合材料冲蚀率与冲蚀平均速度近似呈线性关系,但对于混凝土,当冲蚀平均速度大于31 m/s时,曲线出现了转折,斜率变得更大;C35混凝土具有脆性材料的冲蚀行为,在90°冲蚀时冲蚀率最大,而改性环氧树脂及其复合材料具有半塑性材料的冲蚀行为,在45°冲蚀时冲蚀率最大;混凝土表面的冲蚀磨损机制为表面疲劳横向裂纹引起靶材流失,而其内部的冲蚀磨损机制为砂浆和粗骨料的选择性磨损;玻璃纤维环氧树脂复合材料的冲蚀磨损机制为环氧基体的微切削磨损、玻璃纤维和基体的剥离以及玻璃纤维的弯曲断裂。玻璃纤维环氧树脂复合材料的冲蚀率为同条件下C35混凝土冲蚀率的1/4-1/11,具有良好的抗冲蚀能力,是强风沙流地区混凝土桥梁墩身冲蚀磨损防护的理想材料。